【公开课】细胞呼吸的原理和应用课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

分子与细胞第3节 细胞呼吸的原理和应用第五章 细胞的能量供应和利用学习目标学习目标1.探究酵母菌的呼吸方式2.阐述有氧呼吸和无氧呼吸过程。3.分析氧气浓度、温度等环境因素对细胞呼吸的影响。4.探究细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。酵母菌细胞富含蛋白酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置加剂时，要给培养装置通通气或进行振荡气或进行振荡，以利于酵，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却要母菌生产葡萄酒时，却要密封密封发酵。发酵。问题探讨问题探讨发酵生产葡萄酒的车间发酵生产葡萄酒的车间都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？要密封？问题探讨问题探讨 通通气气可可以以给给酵酵母母菌菌提提供供呼呼吸吸需需要要的的氧氧气气，利利于于酵酵母母菌菌进进行行旺旺盛盛的的细细胞胞分分裂裂；密密封封则则是是避避免免空空气气进进入入，便便于于酵酵母母菌菌在在无无氧氧条条件件下下分分解解有有机机物物产产生生酒酒精。精。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式 一一种种单单细细胞胞的的真真菌菌(真真核核生生物物)，在在有有氧氧和和无无氧氧条条件件下下都都能能生生存存，属属于于兼兼性性厌厌氧菌氧菌。酵母菌：酵母菌：探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题提出问题酵母菌在有氧和无氧的环境下均能进行呼吸作用吗？呼吸作用的产物分别是什么？根据上述探讨根据上述探讨你能你能提出什么问题？提出什么问题？作出假设作出假设无氧无氧酒精、酒精、COCO2 2有氧有氧COCO2 2请请据据此此提提出出一一个个有有关关酵酵母母菌菌呼呼吸吸方方式式和和呼吸产物的假设。呼吸产物的假设。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式分分析析变变量量自自变变量量:因因变变量量:无无关关变变量量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物细胞呼吸的产物 有氧有氧无氧无氧影响实验结果的可变因素影响实验结果的可变因素(温温度度、葡葡萄萄糖糖溶溶液液浓浓度度、酵母菌活性等酵母菌活性等)酒精、酒精、COCO2 2探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式实验思路：实验思路：分分别别给给酵酵母母菌菌提提供供有有氧氧和和无无氧氧的的条条件件，一一段段时时间间后后检检测测其其产产物物是是否否含含酒酒精精或或二二氧氧化碳化碳。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式1.1.怎样控制有氧和无氧条件怎样控制有氧和无氧条件？有氧条件装置连接无氧条件装置连接接气泵接气泵接气泵接气泵A A A A10%NaOH10%NaOH10%NaOH10%NaOH酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水B B B B酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式（2 2）B B瓶为什么要封口放瓶为什么要封口放置一段时间，再连通盛有置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？澄清石灰水的锥形瓶？接气泵接气泵接气泵接气泵A A A A10%NaOH10%NaOH10%NaOH10%NaOH酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水B B B B酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水澄清石灰水（1 1）NaOHNaOH的作用是什么的作用是什么？思考：思考：吸收通入空气中吸收通入空气中COCO2 2，排除空，排除空气中气中COCO2 2的干扰。的干扰。让酵母菌耗尽瓶内让酵母菌耗尽瓶内O O2 2，造成无，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸氧环境，确保产物是无氧呼吸产生的产生的探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式2.2.怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无COCO2 2产生？如何比较产生？如何比较COCO2 2产生的多少？产生的多少？（1 1）检测）检测COCO2 2使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）溴麝香草酚蓝：蓝变绿再变黄（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式2.2.怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无COCO2 2产生？如何比较产生？如何比较COCO2 2产生的多少？产生的多少？（2 2）检测酒精）检测酒精 酒精+酸性重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色灰绿色探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式2.2.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？生活？在酵母菌生长的适宜温度下进行试验，以保证酵母菌高效活性3.3.此实验中如何控制无关变量还有哪些？此实验中如何控制无关变量还有哪些？无关变量有酵母菌培养液的浓度和体积、培养时间、澄清石灰水的量等。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式条件条件澄清石灰水澄清石灰水/出出现的的时间重重铬酸酸钾-浓硫酸溶液硫酸溶液有氧有氧无氧无氧变混浊快变混浊快无变化无变化变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色实验结果实验结果探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生均能产生COCO2 2。在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的量的COCO2 2。在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的精和少量的COCO2 2。实验结论实验结论探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式思考：1.能否用是否产生CO2来判断酵母菌呼吸方式？否。因为有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO22.能否用是否产生酒精来判断酵母菌呼吸方式？能。因为产生酒精的是无氧呼吸，不产生酒精的是有氧呼吸探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？实验前，有氧和无氧两组实验结果对我们而言均是未知的，都属于实验组都属于实验组。设置设置两个或两个以上两个或两个以上的实验组，通过对结的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做影响，这样的实验叫做对比实验对比实验，也叫做相互，也叫做相互对照实验。对照实验。细胞呼吸细胞呼吸呼吸作用的实质是细胞内有机物氧化分解，并释放能量，因此又叫做细胞呼吸。细胞呼吸根据有无氧气参与分为有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸有氧呼吸请阅读请阅读92-9392-93页，在课本上找到答案并标注出来：页，在课本上找到答案并标注出来：1.1.有氧呼吸的场所？主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的场所？主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？有氧呼吸的特点有哪些？2.2.有氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪有氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么里、发生了什么物质物质变化？变化？3.3.总结有氧呼吸的总反应式总结有氧呼吸的总反应式4.4.总结什么叫有氧呼吸。总结什么叫有氧呼吸。5.5.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？些不同的特点？有氧呼吸有氧呼吸定义：细细胞胞在在_的的参参与与下下，通通过过多多种种_的的催催化化作作用用，把把_等等有有机机物物_氧氧化化分分解解，产产生生_和和_，释释放放_，生生成成大大量量_的的过程。过程。总反应式：总反应式：C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2酶酶6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量氧氧酶酶葡萄糖葡萄糖彻底彻底二氧化碳二氧化碳水水能量能量ATPATP有氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸的场所：细胞呼吸的场所：线粒体线粒体外膜内膜嵴基质线粒体（主要）、细胞质基质线线粒粒体体外膜外膜内膜内膜基质基质含有与有氧呼吸相关的酶向内折叠形成嵴，增大内膜表面积也含有与有氧呼吸相关的酶有氧呼吸有氧呼吸【自主学习】阅读教材【自主学习】阅读教材P92-93P92-93有氧呼有氧呼吸的相关内容，结合过程图，回答下吸的相关内容，结合过程图，回答下列问题：列问题：（1 1）有氧呼吸可分为几个阶段？有氧呼吸可分为几个阶段？（2 2）各个阶段发生了什么化学反应？各个阶段发生了什么化学反应？（3 3）HH是什么是什么?哪些阶段会产生哪些阶段会产生HH？HH的去向如何？的去向如何？（4 4）各阶段释放能量有什么特点？）各阶段释放能量有什么特点？（5 5）有氧呼吸的总反应如何表示？）有氧呼吸的总反应如何表示？（6 6）有机物分解释放的能量有何用途）有机物分解释放的能量有何用途？有氧呼吸有氧呼吸C C6 6H H1212O O6 6(葡萄糖葡萄糖)酶酶4H4H 2 2丙酮酸丙酮酸（C C3 3H H4 4O O3 3）少量少量能量能量细胞质细胞质基质基质HH指的是氧化指的是氧化型辅酶型辅酶（NADNAD+）转化成还原型）转化成还原型辅酶辅酶（NADHNADH）有氧呼吸有氧呼吸少量少量能量能量 6CO 6CO2 220H20H 6H6H2 2O O 酶酶线粒体线粒体基质基质细胞质细胞质基质基质有氧呼吸有氧呼吸6 6O2 12H 12H2 2O O酶酶大量大量能量能量细胞质细胞质基质基质6CO6CO2 2线粒体线粒体内膜内膜有氧呼吸有氧呼吸第三阶段：第三阶段：HH的氧化的氧化第一阶段：葡萄糖的初步分解第二阶段：丙酮酸彻底分解第二阶段：丙酮酸彻底分解场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜酶酶12H12H2 2O +O +能量（大量）能量（大量）24H+6O24H+6O2 2酶酶6CO6CO2 2+20 H+20 H+能量（少量）能量（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3（丙酮酸）（丙酮酸）+6H+6H2 2O O场所：细胞质基质场所：细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H4 4O O3 3+4 H+4 H+能量（少量）能量（少量）（丙酮酸）（丙酮酸）场所：线粒体基质场所：线粒体基质有氧呼吸有氧呼吸34%34%34%34%32mol32mol32mol32mol有一部分能量储存在有一部分能量储存在有一部分能量储存在有一部分能量储存在ATPATPATPATP中中中中呼吸作用：有机物中呼吸作用：有机物中稳定的化学稳定的化学能能ATPATP中活跃的中活跃的化学能和热能化学能和热能有氧呼吸有氧呼吸2.2.与与燃燃烧烧迅迅速速释释放放能能量量相相比比，有有氧氧呼呼吸吸是是逐逐级级释放能量的，这对于生物来说有什么意义？释放能量的，这对于生物来说有什么意义？能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。（1 1）有氧呼吸过程）有氧呼吸过程_；（2 2）有机物的能量经过一系列的化学反应）有机物的能量经过一系列的化学反应_释放；释放；（3 3）这些能量由相当一部分储存在）这些能量由相当一部分储存在_中；中；温和温和逐步逐步ATPATP有氧呼吸有氧呼吸少部分合成少部分合成ATP酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量（2870KJ）大部分大部分热能能【科学探究】根据有氧呼吸三个阶段的分反应，【科学探究】根据有氧呼吸三个阶段的分反应，尝试写出有氧呼吸的总反应方程式，尝试写出有氧呼吸的总反应方程式，用箭头标用箭头标出出H、O元素的去向元素的去向:有氧呼吸有氧呼吸反应式中的能量不能写成ATP。反应式两边的H2O不能消去。反应式中不能写等号，要用箭头。反应条件“酶”不能省略。书写有氧呼吸反应式的书写有氧呼吸反应式的4 4个个“不能不能”：有氧呼吸有氧呼吸下列分别属于有氧呼吸的第几阶段，场